講述冬奧會故事的六邊形雪花,為什麼不容易造房子?

2022-02-20     松果生活

原標題:講述冬奧會故事的六邊形雪花,為什麼不容易造房子?

在今晚的北京冬奧會閉幕式中,持續燃燒了16天的火炬塔「大雪花」將會熄滅,一片雪花串起的故事也將講完。雪花的六邊形結構,對稱而完美,為什麼卻很少在日常建築中得以運用呢?

文|唐克揚

「燕山雪花大如席」在北京2022年冬奧會開幕式上變成了現實。總導演張藝謀概括開幕式是「一朵雪花和一塊冰」,前半段是由「水」到「冰」的故事,後半段,「雪花」是主角。運動員入場環節,引導每個國家和地區的代表團入場的少女的「雪花」引導牌,又排成了一條直線,一個圓,最後融合成一個巨大的雪花。

這一段觀眾們看得「不明覺厲」。但是,最終解說員告訴我們,舞台中央的那片「大雪花」,就是安放奧運「微火」的主火炬塔,它居然也是一座「建築」。電視機前的大多數中國人——也包括我——應該還是有點兒意外。因為這個新穎的結構畢竟和奧運會過去那些火炬「塔」完全不沾邊兒:畢竟,塔嘛,有個上下,也許還有大小。但是雪花,是一種多重對稱而又自我相似的圖形,而且飛來飛去,就像在奧運會開幕式的現場呈現出來的那樣,它似乎完全不服從重力的約束。

北京2022冬奧會開幕式主火炬塔

IOC

讓我們嚴肅地思考一個建築學的問題:雪花,極其細微的無機世界的顆粒,真的可以變成一座我們看得懂的日常建築的起點嗎?這屆建築師竟沒有幫上張藝謀的忙,但是冬奧場館中,真有這麼一座暱稱「雪絨花」或「冰菱花」的建築呢。那就是由朱小地工作室設計的五棵松冰上運動中心。建築里45度斜線和正交直線構成的「花」並不就是雪花,媒體的叫法使人聯想起學名側金盞花,又名雪蓮花的多年生林下植物,它的花瓣8到13片,和六角形的雪花並無共同點。設計師自己解釋說,花格圖案類似冰裂紋,相互交織的建築結構會讓人想起「冰雪的肌理」。「雪絨花」或「冰菱花」看來都只是模糊的意象,畢竟,如果你告訴匆匆的路人,這座訓練館閃亮的幕牆上能找到「無數片飄落的雪花」,他大機率不會反對。於是,這些通俗名字的後面到底是啥並沒那麼重要。

五棵松冰上運動中心 西立面夜景

Zhang Zhepeng

要知道,1611年,號稱「天空的立法者」的德國天文學家開普勒——他最重要的貢獻是發現了「開普勒三大定律」——可是專門為這小小的雪花寫過一本書:《論六角形雪花》。在我看來,這本書的意義一點也不比開普勒定律遜色,因為它提出了一個有關視覺圖形的終極之問,關乎每個人的生活經驗: 雪花為什麼是六邊形的?解答了這個問題,如何建造一座和六邊形有關的房子也就有了眉目。

考慮到賽後要靈活利用規劃為劇院、商超、親子空間等,「冰菱花」的室內並沒有多複雜,它就和我們走過的大多數高鐵站一樣,是一個巨大的長方體大跨空間。這不禁使我們想起另一座讓人們開了腦洞的奧運建築,「水立方」,按照當時參與項目建築師的解釋:「『方』是中國傳統城市建築最基本的形態……中國傳統的設計哲學催生了『方』的概念」——事實上不光中國,古今中外的絕大多數建築都是方形的,至少它們占據的地面形狀是如此。受英國物理學家開爾文(Lord Kelvin)的「泡沫」理論啟發,「水立方」的外觀受益於讓大多數建築師都羨慕的新穎的ETFE膜結構氣枕幕牆,它的結構部分因為應用了始於Weaire-Phelan多面體的空間桁架,算起來更不是一件容易的事。然而這一切並沒有改變這樣一個事實:裡面的空間還是傳統的,簡單的,游泳比賽還是依循著古老的賽道,甚至看台的排布和第一次有游泳館這樣的建築時也並無差別。

水立方ETFE膜結構氣枕幕牆

Mark Schiefelbein

還是回到雪花-建築這樣一個最基本的話題。 雪花的圖案是抽象的複雜法則的結果,即便天天見到雪花的極地人也不見得理解這種圖形的內在奧秘:它既包括旋轉對稱,也包括兩側對稱。讓矢志發現它的秘密的開普勒也琢磨不透的,是你能看到的雪花從不會重複,因為雪花形成中涉及了一系列貌似簡單,但組合起來便千變萬化的物理/化學機制,它們讓雪花的形狀在規則和不規則之間來回擺動,既繁複又單純:比如「相變」、比如「分岔」、比如「分形」……大多數時候,不了解這些機制並不妨礙我們評判一座建築的外觀,但是我們一旦開始使用建築,真正的挑戰就來了。

為什麼讓大家覺得極為「高科技」的算法產生的圖案大多數時候只能成為一種裝飾呢?大多數時候,為什麼哪怕建築門窗也只能是四四方方的,而不能變成一朵雪花?

雪花畢竟是個活物,它寓意多而不是少,就像開幕式伴隨各國入場的樂曲一樣,是真正複雜性和隨機性的產物。它不是造就了我們城市的四邊形,趨於均一和靜止;也不是奧運會會徽圓形的上三下二的排列,有什麼具體的寓意,除了當然位於中央的中國,按漢字筆畫流水排列不同國名的雪花,避免了特殊性可能導致的爭議。單純就物理過程而言,雪花代表的六邊形是一種完美的,蘊含萬物生成邏輯的圖形,假如你把一堆桌球裝進一個紙箱用力搖晃,它們會自動排列成一個立體蜂窩的形狀,這種排列最緊湊,而且一旦穩定下來就不易移動,因此水果商包裝他們的產品也常按照這種模式。六邊形(以及它內含的三角形)還可以在空間中無縫形成一個完美的球體,二戰之後在建築工程學方面最重要的思想家之一富勒(Buckminster Fuller)就夢想著建造這麼一個前所未見的人類家園,完全由這種幾何形式構成。

巴克敏斯特·富勒(Buckminster Fuller)

Nancy Newhall

可是最為困擾富勒的,就是既有的人類居住形式和這種完美空間圖形適配的問題:且不說六角形中很難放得進傳統的家具,今天隨便一個裝修師傅都了解,菱形的網格雖然比正交的好看,使用六角形陣列排列瓷磚會有一個收邊的問題,最邊上的那一條瓷磚要麼要切除多餘的一半,要麼就會顯得參差不齊—— 自然界的法則和人類世界習慣使用的那幾種幾何形式,不總是能夠完美銜接。複雜卻沒有意義,富於意義又不見得有用,這可能不純是偶然的。

「冰菱花」五棵松冰上運動中心外層幕牆仰視

Zhang Zhepeng

這種原理和結果間的斷裂主要體現於以下不同的層次:首先是那些比較實際的約束,在「冰菱花」中,外層幕牆內含的菱形儘管做成了上下左右都適配的45度角,但是在那些有厚度的立體圖案中,依然難以用比較經濟的形式安裝玻璃,所以這道幕牆只好獨立於安裝標準門窗的建築內表皮,在兩者之間形成一個新的外廊空間,而幕牆只能「徒有其表」。再說了,雖然兩者都是為了「觀看」,蘇州園林花窗般的外表皮不大容易對巨大的體育場館室內產生意義——它們的功能之別或許是命中注定的,就像水立方複雜的膜結構,潛在地造成了室內比賽的光污染,需要想辦法折中、消除。就這樣,依賴參數化設計得到的大部分複雜建築形式,雖然有著和宇宙物理過程媲美的外表,但是現有的建造技術和設計流程還不足以讓「(建築師)所設即(使用者)所得」——更重要的是,被數學和物理描述的完美,和生物過程所具有的不完美特徵,乃至文明世界對建築空間意義總有點「偏心」的命名,三者確實不是一回事。

拙政園蝙蝠紋花窗

蘇州市文廣旅局

仿佛有一種神秘的公式算出了雪花的形狀,又是另外一種機制,讓人類迄今為止大多數的創造物的觀感與此密碼無關——儘管遺傳機制無處不在,你看不見DNA這東西,也不能靠直覺理解它。想像一下吧,人自身就是這種矛盾性的產物:表面上看,人的身體已經保留了那種完美天成的生物演化的痕跡,兩側對稱是大多數高等生物胚胎髮育過程中產生的外形特點……但是人的內臟分布卻並不服從這種規律,它們既不是視覺上對稱的,也不遵從機率上的對稱——比如,為什麼不是一半人的心臟在左胸,另一半人在右胸?這種並非對稱的生物學特點,有個專門的說法叫做「手性」(handness)。

儘管人手生來一樣,但大多數人是右撇子,而且在後天大多數人會發展出更為強烈的生理上的「不對稱」的特徵。這種廣義上的不對稱,在建築上有著更多的外部因素,意味著我們造房子得有一種「非此不可」的類型,不要說是個富勒那樣的球體,我們很少能造完全對稱的房子,因為東客西主,左進右出,北半球的太陽大致從東升起……即使左右對稱,總還有逐漸深入,裡面外面誰更重要的問題。每種建築類型具有別的類型不能取代的特點,這種特點同時是優點和缺點,變更建築類型意味著巨大的挑戰,比如公共建築往往有一條根據語境所設定的流線,入口和出口的設置不是任意的,而是隨著一套條件相對穩定。

達文西手稿

Royal Collection Trust

更不用說,在這種機制上還疊加了一種更無頭緒的文化認定的問題,有可能和以上討論完全無關,比如某酒廠的領導就想把房子蓋成酒瓶的樣子……你也可以認為是「內容」撼動了外表,這種理由雖然遭人嫌棄,但是確確實實在古今中外的建築實踐中廣泛存在。與「冰菱花」創意方向類似的另一座表皮建築,法國建築師讓·努維爾的早年作品,位於巴黎的阿拉伯中心,使用了極其繁複的伊斯蘭風的圖案作為它最基本的意義賣點,而且這些圖案還構成可以控制光線進入的「快門」機構,貌似有些功能方面的優點(只是1980年代的技術不足以保證它運作自如)。中國傳統建築,尤其是唐宋以後的,也大量使用這類抽象的幾何圖案作為門窗格式。有意思的是,儘管構成兩種文化裝飾特徵的幾何原則其實是共同的,但是在實踐之中,一個一看就是中國,另一個則帶有域外的風情——兩者的內部空間都和表皮拉開了距離,這點又基本相似。

巴黎阿拉伯世界文化中心

AJN

上述圖案/圖像中沉澱的某種「有意味的形式」具有潛在的意義,不可抗辯。同樣,桌子一般是長方形,人或書寫,或主持會議,這種功能卻具有先天的選擇性,而且與時俱進。服從重力的建築結構具有同樣的前定,進化緩慢,大多數建築,除了輪廓周正,最主要的是界定一系列可以使用的「平面」,因此不管什麼複雜外形的建築都要儘可能地形成大塊面的樓層,很少能做成梯田的形式。 以上三種約束,(具體)文化的,(特定)功能的,結構(力學)的,都和自由飛翔的雪花相悖。

在奧運會開幕式之中,我們看到的,卻是簡單真的也可以複雜,個體須臾就轉化成了整體。 活生生的演出不受制於靜止的鋼筋水泥的形體,「雪花建築」有點兒具象,但是因為「生長」不討人嫌。

——所以張藝謀並不需要找一位建築師設計他想要的火炬塔。

微信編輯|吳思

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文章來源: https://twgreatdaily.com/63e95368502edaadc732a5ba31536b1a.html




















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